[发明专利]通过喷雾干燥生产具有交联的聚集蛋白质基质类型的微粒的方法

说明书

一种通过喷雾干燥生产微粒的方法，包括以下步骤：提供包含水、挥发性二价金属盐、弱酸、5‑15％乳蛋白质或植物蛋白质(w/v)和1‑20％活性剂(w/v)的喷雾干燥原料溶液。调节原料溶液的pH，在该pH下，挥发性二价金属盐基本不溶。然后，在高温下将原料溶液喷雾干燥形成雾化液滴，从而挥发性二价金属盐在高温下离解，释放出二价金属离子，该二价金属离子交联并聚集雾化液滴中的蛋白质，以生产具有交联的聚集蛋白质基质和分散在整个基质中的活性剂的微粒。

技术领域

本发明涉及通过喷雾干燥生产微粒的方法，特别是具有交联和聚集的蛋白质基质类型的微粒，其中所述蛋白质是乳蛋白或植物蛋白。

背景技术

由于以下两个原因，将液体雾化为小液滴是人们长期研究的重要领域：(1)将液体应用于某些单元操作(特别是干燥、冷却或冷冻)及2)生产具有某种优点(如稳定、易给药/处置及具有特殊加工表面特点)的颗粒/胶囊材料。显然，液体雾化为液滴属于微胶囊化领域，其中将核心(即生物活性)材料插入或包埋到基质中(例如，WO2010119041)，以改善生物活性保护、产品收率，同时还方便后续生产工艺。这些微胶囊化方法的实例包括乳化、流化床包衣、层流射流破碎(laminar jet breakup)、凝聚、微脂囊、络合、结晶和喷雾干燥。这些方法中的大多数方法需要将液体雾化，雾化可以采用许多技术实现，例如，采用压力喷嘴加压雾化、通常以空气或蒸汽作雾化液的双-流体气体雾化。

层流射流破碎(即生产微粒)和喷雾干燥(即转盘雾化)是食品和饲料工业最具前景的加工技术，因为它们的条件温和，没有明显的阻断/堵塞问题，工艺连续且具有商业利益。例如，(采用层流射流破碎)生产具有乳蛋白质基质的微粒的方法是公知的，并且在，例如WO2010119041(Teagasc)中进行了描述。通常，这类微粒是这样生产的：提供变性蛋白质(如乳清蛋白质)和活性剂的悬浮液，采用振动喷嘴处理悬浮液，得到微液滴，然后，立即将这些微液滴浸到酸化浴内，使这些微液滴胶化和固化。虽然这种方法能够得到通过胃时保持完好的球状的大小均匀的微液滴，但是，这种方法需要使用专门的振动喷嘴设备，额外增加了食品公司的费用。因此，食品/饲料生产商，特别是乳制品生产商需要一种采用传统食品加工设备，如喷雾干燥器(参见图1示意图)生产这些微粒的方法。此外，这种方法还需要一个制备变性蛋白质的预热步骤。这种预变性步骤实际上可以合并到高附加值产品的工业操作中；但是，日用品/低值产品生产商仍然需要寻找实用和直接的方法来稳定市场低值产品。此外，采用WO2010119041中的方法制备微粒时，由于微粒尺寸相对较大，会破坏喷雾干燥的雾化过程，不容易进行干燥。为了防止湿润粘稠的微粒沉积在干燥器壁上(参见图2)，微粒在与干燥室的内壁接触之前必须是完全干燥的。因此，要实现正确干燥，微粒的轨迹必须尽可能长时间远离干燥室壁；但是，对于工业喷雾干燥情况来说，这是不切实际的。

喷雾干燥是由以下三个基本步骤组成的悬浮颗粒干燥器技术：i)雾化，形成液滴；ii)干燥气体与液滴接触，液体进料转化为液滴；及最后iii)粉末回收，干燥颗粒与干燥气流分离。采用喷雾干燥器生产生物活性稳定的微粒将需要重新设计微粒生产工艺(WO2010119041)，因为喷雾干燥颗粒在干燥室内经过了脱水和雾化，不可能或不合适采用酸化浴。

干燥的主要目的包括确保液体达到盘旋速度(disc speed)，并在雾化液体中实现均匀的液滴粒径分布。但是，一旦液滴在空气中，液体内剪切应力的重新调整是有利于液滴/微粒进一步雾化的另一个因素。这是采用喷雾干燥微粒技术的又一个局限。到目前为止，基本没有关于从状态良好的转盘收集交联和聚集的颗粒所需的区域的记录或出版物。与冷冻干燥法相比，当蒸发能力相同时，从安装、投资和操作方面来说，喷雾干燥通常更灵活，更高效，而且更经济。例如，常规规格的药物喷雾干燥器的蒸发能力与5-7台大型冷冻干燥器的蒸发能力相当。但是，在许多情况下，这两种技术相互补充。对于以小瓶形式提供的小批量难干燥的粉末来说，冷冻干燥具有优势，如果需要自由流动的粉末，则喷雾干燥具有优势。因此，采用喷雾干燥来稳定生物活性材料是人们非常感兴趣的一个领域。